基于突变理论的地下工程洞室围岩失稳判据研究

地下工程围岩体系是高度非线性的复杂大系统,其稳定判据至今没有一个统一的认识。突变理论注重研究系统状态发生突变时外界的控制条件,主要阐述非线性系统如何从连续渐变状态走向系统性质的突变。应用突变理论对围岩体失稳的突变过程进行探索,旨在从理论上弄清其突变条件。能量突变判据和熵突变判据从物理学的观点考虑了围岩系统失稳的可能性,位移模突变判据、洞周屈服区面积突变判据和广义黏塑性剪应变突变判据则主要是根据数值计算中直观判别条件(关键点位移、洞周屈服区面积和广义黏塑性剪应变)考虑围岩失稳的可能性。将以上5种判据应用于某地下洞室断面,对围岩系统的稳定性进行分析,根据系统突变条件从不同的方面判别其发生失稳的可能性,可为工程的设计施工提供一定参考。

基于突变理论的重力坝沿建基面失稳判据研究

突变理论注重研究系统状态发生突变时外界的控制条件,主要阐述非线性系统如何从连续渐变状态向系统性质突变的转变。混凝土重力坝不仅材料本身非线性明显,并且系统也具有较强非线性特性。基于突变理论,研究了突变理论应用于重力坝系统抗滑失稳的可行性,并分别从能量突变、位移突变以及塑性屈服区面积突变进行了重力坝沿建基面的失稳判据研究。通过分析计算结果并将其与传统分析方法比较后指出,对于不同出发点的突变判据,所得到的结果并不一定一致。为了更好的表征结构的性态的转变,应当选择合适的突变指标,以客观反映系统的状态变化,比如本文中的总塑性应变能指标。同时失稳判据的确定不能仅依赖于一种方法,应该建立一种综合评价的方法体系。